常用铸造金属的铸造性和结构特点

材料

分类

材　 料　 特　 性

结 构 特 点

黄

铜

铸造性良好，流动性好，线收缩率不大，缩松及偏析倾向小，生成集中性缩孔，生成气孔倾向较小。在大气及低速、干燥纯净的蒸气中腐蚀极微，在纯净淡水中腐蚀速度为0.0025～0.25mm/a，海水中约0.0075～0.1mm/a；在含CO₂、H₂S、SO₂、NH₃等气体的水溶液中腐蚀速度剧增。普通黄铜的强度与塑性，在含锌较低时，随含锌量增加而提高，含锌32%塑性最高，含锌40%～50%强度最高。所有工业黄铜在200～700℃间存在低塑性区，热加工不低于700℃

(1)类同铸钢件

(2)不须另外脱氧处理，可获得致密铸件

(3)含锌较高的α黄铜或β黄铜中常出现脱锌腐蚀破裂(季节性破裂)，可加Al、Sn、Ni、Si等防止。另外，黄铜还有应力腐蚀破裂(自动破裂)，但可能性较小

锡

青

铜

铸造性比黄铜差：流动性不好，结晶范围大，容易偏析，易产生缩松，线收缩率不大，体积收缩率小，高温性能差，易脆，强度随截面增大，显著下降。耐磨性好。耐低温。含Sn8%时，在大气中腐蚀速度＜0.00015～0.002mm/a，随锡含量的增加，耐蚀性提高，锡青铜腐蚀速度，在淡水及海水中＜0.05mm/a，在浓硝酸中约0.5mm/月，在浓度为2mol/L的HCl中含Sn5%时约50mm/a，在浓度为2mol/L的NaOH中＜0.025mm/a

(1)可用作铸造各种厚薄不均、尺寸准确的铸件和花纹清晰的工艺美术品，壁厚不得过大，零件突出部分应用较薄的加强筋加固以免热裂

(2)不能用来铸造要求高密封性的铸件

(3)采用金属型或离心铸造可以大大减少缺陷，质量较有保证(大量生产用)，单件、小批量生产仍用砂型铸造

无

锡

青

铜

流动性很好，结晶范围小，偏析很少，不易生成缩松，但生成集中缩孔，体积收缩率大。铝青铜容易吸收气体及氧化而形成氧化铝薄膜造成微裂。无锡青铜具有高的强度、耐磨性、耐热性，在大气、海水、硫酸及大多数的有机酸中耐蚀性较好

(1)类同铸钢件

(2)铝青铜具有很高的强度(可与钢比)和高的冲击韧性，高的疲劳强度，耐磨，耐低温，耐热，冲击不产生火花，可获得致密铸件，在很多情况下，可代替不锈钢

铝

合

金

ZL102、ZL104、ZL101、ZL103(这些铝合金不能进行阳极化处理，只能涂漆处理)、ZL105五种铝合金铸造性能良好，ZL203，ZL301两种铝合金则比较差。它们之间的性能特点比较如下：5—最好，1—最差

(1)ZL102力学性能不高，只能做受力不大的零件，可以铸造薄壁、形状复杂、尺寸大的铸件

(2)ZL104广泛用于汽车、航空发动机，以及一般机械电气器具等形状复杂的铸件

(3)ZL101、ZL103吸气倾向大，极易形成细小的针孔，对于大型厚壁铸件最好在加压下进行结晶，多用来铸造形状复杂的中型和大型铸件

(4)ZL301做的铸件厚大截面易出现黄褐色到暗黑色的显微疏松，使强度急剧下降，对厚薄截面变化敏感性大

(5)铝合金铸件的强度随壁厚增大，下降得更显著。可铸出壁薄而形状比较复杂的铸件

牌号

流

动

性

线收缩率/%

补

缩

性

气

密

性

抗

吸

气

性

耐

热

性

抗

热

裂

性

耐蚀性

砂模

铁模

ZL102

5

0.9～

1.1

0.5～

0.8

4

5

3

3

5

4(在潮湿大气中很好)

ZL104

5

0.9～

1.0

0.5～

0.8

4

4

3

3

5

3(在潮湿大气中好)

ZL101

5

0.8～1.1

4

5

4

3

5

3(同上)

ZL103

4

0.9～1.1

4

4

4

5

3

2

ZL105

4

0.9～1.1

4

4

4

4

4

3

ZL203

2

1.3～1.5

2

3

3

3

1

2

ZL301

3

1.0～1.3

1

1

3

1

3

5(在水中最高)

ZL303

3

1.0～1.3

2

2

3

5

3

4

镁

合

金

(1)纯镁在20℃时的密度仅为1.738g/cm3，镁合金为1.75～1.85g/cm3，是钢、铁的1/4，铝的2/3，是常用结构材料中最轻的金属，与塑料相近

(2)具有优良的力学性能，比强度和比刚度高，优于钢、铝；比弹性模量与高强铝合金、合金钢大致相近

(3)弹性模量较低，受外力作用时，应力分布更为均匀，可避免过高应力集中，在弹性范围内承受冲击载荷时，所吸收的能量比铝高50%左右，可制造承受猛烈冲击的零部件

(4)极佳的防振性，耐冲击、耐磨性好；镁合金在受到冲击或摩擦时，表面不会产生火花

(5)镁的体积热容比其他所有金属都低，因此，镁及其镁合金加热升温与散热降温，都比其他金属快

(6)铸造性能优良，可以用几乎所有铸造工艺来铸造成形

(7)加工切削性能好，切削速度大大高于其他金属，不需磨削、抛光处理，不使用切削液，即可以得到粗糙度很低的表面

(8)非磁性金属，抗电磁波干扰，电磁屏蔽性好

(9)镁在液态下容易剧烈氧化燃烧，因此镁合金必须在熔剂覆盖下或保护气氛下熔炼。镁合金铸件的固熔处理也要在SO2、CO2或SF6气体保护下进行，或在真空下进行。镁合金的固溶处理和时效处理时间均较长

(10)镁的化学活泼性高。而且在室温下，镁的表面能与空气氧化形成氧化薄膜，但比较脆，疏松多孔，耐蚀性很差，因此，镁及其合金使用时常需进行表面处理

(1)密度低，便于产品轻量化，降低能源消耗；运动零部件惯性低，高速时尤为明显

(2)为满足零件对刚度的要求，可增大壁厚，勿需用加筋、肋等复杂结构

(3)镁合金压铸件可将多种部件组合一次成形，大大提高生产率，并可减少制造误差，减少部件间的摩擦、振动，降低噪声

(4)镁牺牲阳极可用于延长各种金属装置的寿命

(5)优良的热传导性，可改善电子产品散热

(6)它对X射线和热中子的低透射有阻力，特别适用于X射线

(7)它的中温性能使其能在飞机等上面替代工程塑料和树脂基复合材料

(8)替代工程塑料，解决零件老化、变形和变色等问题，而且尺寸稳定，收缩率小

(9)加工成品性好，产品美观，质地好，(相对塑料)无可燃性

(10)具有良好的刻蚀性能和力学性能，又耐磨损，故适于制造光刻板

(11)由于含铝小于30%的细小镁铝合金颗粒在燃烧时能产生耀眼的白光，比自然光线更有利于照相，因此被广泛用于照相用闪光灯

(12)材料回收率高，符合环保要求，由于它的优良性能，被认为是21世纪最具开发应用价值的“绿色材料”